(57)【要約】【課題】複雑な視覚効果を実現可能とすると共に、潜像として記録すべきパターンの形状への制約を低減する。【解決手段】本発明の光学素子１０は、偏光子１３ａ及び１３ｂと、遅相軸の向きが互いに異なっているか又は屈折率異方性が互いに異なっている第１及び第２領域を含んだ位相差層１３ａと、遅相軸の向きが互いに異なっているか又は屈折率異方性が互いに異なっている第３及び第４領域を含んだ位相差層１３ｂと、コレステリック液晶層１５とを具備し、それらの配置を、前記偏光子１３ａ及び１３ｂが向き合っていない第１状態と、偏光子１３ａ及び１３ｂが互いに向き合い、コレステリック液晶層１５が偏光子１３ａ及び１３ｂ間に介在し、位相差層１４ａが偏光子１３ａとコレステリック液晶層１５との間に介在し、位相差層１４ｂが偏光子１３ｂとコレステリック液晶層１５との間に介在した第２状態との間で変更可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２偏光子と、遅相軸の向きが互いに異なっているか又は屈折率異方性が互いに異なっている第１及び第２領域を含んだ第１位相差層と、遅相軸の向きが互いに異なっているか又は屈折率異方性が互いに異なっている第３及び第４領域を含んだ第２位相差層と、コレステリック液晶層とを具備し、それらの配置を、前記第１及び第２偏光子が向き合っていない第１状態と、前記第１及び第２偏光子が互いに向き合い、前記コレステリック液晶層が前記第１及び第２偏光子間に介在し、前記第１位相差層が前記第１偏光子と前記コレステリック液晶層との間に介在し、前記第２位相差層が前記第２偏光子と前記コレステリック液晶層との間に介在した第２状態との間で変更可能な光学素子。
【請求項２】
前記光学素子を曲げることにより、前記配置を前記第１状態から前記第２状態へと変更可能であり、前記光学素子には、前記配置を前記第１状態から前記第２状態へと変更するときに、前記第１及び第２偏光子、前記第１及び第２位相差層並びに前記コレステリック液晶層の一部を他の一部に対して位置合わせするための目印が設けられている請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記光学素子を複数の部分へと切断し、前記複数の部分を重ね合わせることにより、前記配置を前記第１状態から前記第２状態へと変更可能である請求項１に記載の光学素子。
【請求項４】
前記光学素子には、前記光学素子を前記複数の部分へと切断するための目印及び／又はミシン目が設けられている請求項３に記載の光学素子。
【請求項５】
前記光学素子には、前記複数の部分を重ね合わせるときに、前記第１及び第２偏光子、前記第１及び第２位相差層並びに前記コレステリック液晶層の一部を他の一部に対して位置合わせするための目印が設けられている請求項３又は４に記載の光学素子。
【請求項６】
前記第１及び第２偏光子の各々は直線偏光子であり、前記第１及び第２領域は可視光波長領域内の第１波長を有している光に対して二分の一波長板として各々が機能し且つ遅相軸の向きが互いに異なり、前記第３及び第４領域は可視光波長領域内の第２波長を有している光に対して四分の一波長板として各々が機能し且つ遅相軸の向きが互いに異なる請求項１乃至５の何れか１項に記載の光学素子。
【請求項７】
前記配置が前記第２状態にある前記光学素子に対して前記第１偏光子側から前記第１波長を有している光を照射した場合に、前記第１及び第２領域はそれぞれ偏光面が直交する第１及び第２直線偏光を前記第２位相差層へ向けて射出し、前記配置が前記第２状態にある前記光学素子において、前記第３及び第４領域の各々は遅相軸が前記第１直線偏光の偏光面に対して平行又は垂直である請求項６に記載の光学素子。
【請求項８】
前記第２状態として、前記第２偏光子の透過軸の向きが前記第３及び第４領域の各々の遅相軸に対して成す角度が互いに異なる２つ以上の状態を形成可能な請求項７に記載の光学素子。
【請求項９】
互いから分離した複数の光学素子を含み、前記複数の光学素子を重ね合わせることにより、第１及び第２偏光子が互いに向き合い、コレステリック液晶層が前記第１及び第２偏光子間に介在し、遅相軸の向きが互いに異なっているか又は屈折率異方性が互いに異なっている第１及び第２領域を含んだ第１位相差層が前記第１偏光子と前記コレステリック液晶層との間に介在し、遅相軸の向きが互いに異なっているか又は屈折率異方性が互いに異なっている第３及び第４領域を含んだ第２位相差層が前記第２偏光子と前記コレステリック液晶層との間に介在した構造を形成可能な光学キット。
【請求項１０】
前記複数の光学素子の少なくとも一部には、前記複数の光学素子を重ね合わせて前記構造を形成するときに、前記第１及び第２偏光子、前記第１及び第２位相差層並びに前記コレステリック液晶層の一部を他の一部に対して位置合わせするための目印が設けられている請求項９に記載の光学素子。
【請求項１１】
前記第１及び第２偏光子の各々は直線偏光子であり、前記第１及び第２領域は可視光波長領域内の第１波長を有している光に対して二分の一波長板として各々が機能し且つ遅相軸の向きが互いに異なり、前記第３及び第４領域は可視光波長領域内の第２波長を有している光に対して四分の一波長板として各々が機能し且つ遅相軸の向きが互いに異なる請求項９又は１０に記載の光学キット。
【請求項１２】
前記構造に前記第１偏光子側から前記第１波長を有している光を照射した場合に、前記第１及び第２領域はそれぞれ偏光面が直交する第１及び第２直線偏光を前記第２位相差層へ向けて射出し、前記構造において、前記第３及び第４領域の各々は遅相軸が前記第１直線偏光の偏光面に対して平行又は垂直である請求項１１に記載の光学キット。
【請求項１３】
前記構造として、前記第２偏光子の透過軸の向きが前記第３及び第４領域の各々の遅相軸に対して成す角度が互いに異なる第１及び第２構造を形成可能な請求項１２に記載の光学キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示に利用可能な光学技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、文字列を構成しているパターンを２つのサブパターンに分割し、これらサブパターンを互いから離間して配置した情報記録媒体が記載されている。これらサブパターンの各々は、先の文字列又はこの文字列が含んでいる文字として識別することはできない。そして、先の文字列は、情報記録媒体を複数の部分へと切断し、これらをサブパターンが重なり合うように配置することにより再現される。即ち、これらサブパターンは、重ね合うことにより可視化する潜像を形成している。
【０００３】
この情報記録媒体は、潜像を可視化するための道具を必要としない。それ故、この情報記録媒体には、手順を知ってさえいれば誰でも潜像を可視化することができるという利点がある。また、各サブパターンに、先の文字列が含んでいる文字とは異なる文字を表示させることも可能である。即ち、同一の領域に複数の情報を記録することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６７５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
先の技術では、潜像を可視化する前であっても、サブパターンを肉眼で観察可能である。そのため、再現すべきパターンとサブパターンとに異なる文字列を表示させるには、再現すべきパターン及びサブパターンの形状を工夫する必要がある。また、この技術では、複雑な視覚効果を達成することは難しい。
【０００６】
本発明は、複雑な視覚効果を実現可能とすると共に、潜像として記録すべきパターンの形状への制約を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１側面によると、第１及び第２偏光子と、遅相軸の向きが互いに異なっているか又は屈折率異方性が互いに異なっている第１及び第２領域を含んだ第１位相差層と、遅相軸の向きが互いに異なっているか又は屈折率異方性が互いに異なっている第３及び第４領域を含んだ第２位相差層と、コレステリック液晶層とを具備し、それらの配置を、前記第１及び第２偏光子が向き合っていない第１状態と、前記第１及び第２偏光子が互いに向き合い、前記コレステリック液晶層が前記第１及び第２偏光子間に介在し、前記第１位相差層が前記第１偏光子と前記コレステリック液晶層との間に介在し、前記第２位相差層が前記第２偏光子と前記コレステリック液晶層との間に介在した第２状態との間で変更可能な光学素子が提供される。
【０００８】
本発明の第２側面によると、互いから分離した複数の光学素子を含み、前記複数の光学素子を重ね合わせることにより、第１及び第２偏光子が互いに向き合い、コレステリック液晶層が前記第１及び第２偏光子間に介在し、遅相軸の向きが互いに異なっているか又は屈折率異方性が互いに異なっている第１及び第２領域を含んだ第１位相差層が前記第１偏光子と前記コレステリック液晶層との間に介在し、遅相軸の向きが互いに異なっているか又は屈折率異方性が互いに異なっている第３及び第４領域を含んだ第２位相差層が前記第２偏光子と前記コレステリック液晶層との間に介在した構造を形成可能な光学キットが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、複雑な視覚効果を実現することが可能となると共に、潜像として記録すべきパターンの形状への制約が低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一態様に係る光学素子を概略的に示す平面図。
【図２】図１に示す光学素子のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。
【図３】図１及び図２に示す光学素子の一構成要素を概略的に示す平面図。
【図４】図１及び図２に示す光学素子の他の構成要素を概略的に示す平面図。
【図５】図１及び図２に示す光学素子が表示する像の一例を概略的に示す図。
【図６】図１及び図２に示す光学素子が表示する像の他の例を概略的に示す図。
【図７】図５に示す条件のもとで光学素子が像を表示する原理を示す図。
【図８】図５に示す条件のもとで光学素子が像を表示する原理を示す図。
【図９】図５に示す条件のもとで光学素子が像を表示する原理を示す図。
【図１０】図５に示す条件のもとで光学素子が像を表示する原理を示す図。
【図１１】図６に示す条件のもとで光学素子が像を表示する原理を示す図。
【図１２】図６に示す条件のもとで光学素子が像を表示する原理を示す図。
【図１３】図６に示す条件のもとで光学素子が像を表示する原理を示す図。
【図１４】図６に示す条件のもとで光学素子が像を表示する原理を示す図。
【図１５】一変形例に係る光学素子を概略的に示す平面図。
【図１６】他の変形例に係る光学素子を概略的に示す平面図。
【図１７】更に他の変形例に係る光学素子を概略的に示す平面図。
【図１８】図１７に示す光学素子に記録されている潜像を可視化する方法の一例を概略的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
図１は、本発明の一態様に係る光学素子を概略的に示す平面図である。図２は、図１に示す光学素子のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、図１及び図２に示す光学素子の一構成要素を概略的に示す平面図である。図４は、図１及び図２に示す光学素子の他の構成要素を概略的に示す平面図である。
【００１３】
なお、図１には、光学素子１０の前面を描いている。また、図１乃至図４において、Ｘ方向及びＹ方向は、光学素子１０の主面に平行であり且つ互いに直交する方向である。そして、Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に対して垂直な方向である。
【００１４】
図１及び図２に示す光学素子１０は、例えば偽造防止に利用可能な素子である。この光学素子１０は、図２に示すように、支持体１１と、被覆層１２ａ及び１２ｂと、偏光子１３ａ及び１３ｂと、位相差層１４Ｈ及び１４Ｑと、コレステリック液晶層１５とを含んでいる。
【００１５】
支持体１１は、透明な光透過層、典型的には無色であり且つ透明な光透過層である。光透過層は、部分的に光散乱性であってもよく、全体が光散乱性であってもよい。
【００１６】
この光透過層としては、例えば、押出し法若しくはキャスト法によって製造され得る無延伸フィルム又はシート、延伸フィルム又はシート、或いは、各々が無延伸フィルム、無延伸シート、延伸フィルム又は延伸シートからなる積層体を使用することができる。延伸フィルム又はシートは、一軸延伸されていてもよく、二軸延伸されていてもよい。
【００１７】
また、これらフィルム又はシートの材料としては、例えば、セロハン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、アクリル樹脂、又はトリアセチルセルロースを使用することができる。
【００１８】
支持体１１は、光透過層に加え、遮光層を更に含んでいてもよい。例えば、支持体１１は、１つ以上の開口が設けられた遮光層と、少なくとも一部が先の開口の位置に配置された光透過層とを含んでいてもよい。遮光層の材料としては、例えば、紙、金属、又は顔料を含んだ樹脂を使用することができる。
【００１９】
支持体１１は、光透過層を含んでいなくてもよい。即ち、支持体１１は、例えば、１つ以上の開口が設けられた遮光層であってもよい。
【００２０】
支持体１１は、少なくとも一部が可撓性を有している。支持体１１は、その或る部分が他の部分と正対するように曲げることができる。例えば、支持体１１は、折り曲げることができる。曲げた支持体１１は、典型的には元に戻すことができるが、元に戻すことができなくてもよい。
【００２１】
支持体１１は、省略することができる。例えば、単一の偏光フィルムの一部と他の一部とをそれぞれ偏光子１３ａ及び１３ｂとして利用すれば場合、この偏光フィルムに支持体１１としての役割を担わせることができる。
【００２２】
被覆層１２ａは、支持体１１の一方の主面を被覆している。被覆層１２ｂは、支持体１１の他方の主面を被覆している。被覆層１２ａ及び１２ｂは、一方を省略してもよく、双方を省略してもよい。
【００２３】
被覆層１２ａには、開口が設けられている。被覆層１２ｂには、被覆層１２ａの開口に対応した位置に開口が設けられている。
【００２４】
被覆層１２ａ及び１２ｂの各々は、例えば、開口が設けられた隠蔽層と、その上に形成された印刷パターンとを含んでいる。隠蔽層及び印刷パターンは、一方を省略してもよく、双方を省略してもよい。
【００２５】
隠蔽層は、開口以外の位置で支持体１１に光が入射するのを抑制する。加えて、隠蔽層は、印刷パターンが支持体１１を介して透けて見えるのを抑制する。
【００２６】
隠蔽層は、例えば、白色又は銀色のインキを用いて得られる。隠蔽層は、例えば、オフセット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷及びフレキソ印刷などの印刷法によって形成することができる。
【００２７】
印刷パターンは、隠蔽層上に形成されている。印刷パターンは、典型的には、隠蔽層とは異なる色のインキを用いて得られる。印刷パターンは、例えば、オフセット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、凸版印刷及び凹版印刷などの印刷法によって形成することができる。
【００２８】
偏光子１３ａ及び１３ｂは、支持体１１の一方の主面上であって、被覆層１２ａの開口部に配置されている。偏光子１３ｂは、支持体１１の他方の主面上であって被覆層１２ｂの開口部に設置してもよい。
【００２９】
偏光子１３ａ及び１３ｂの各々は、吸収型の直線偏光子である。吸収型の直線偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコールからなるフィルム又はシートに沃素又は二色性色素を含浸させ、これに延伸処理を施してなるものを使用することができる。或いは、吸収型の直線偏光子として、配向膜を利用して二色性色素を配向させたものを使用してもよい。
【００３０】
偏光子１３ａ及び１３ｂの一方又は双方として、反射型の直線偏光子を使用してもよい。反射型の直線偏光子としては、例えば、コレステリック液晶層とλ／４位相差層との積層体を使用することができる。或いは、反射型の直線偏光子として、各々が複屈折性を有している複数の層を含み、それらの遅相軸が平行となるように配置された積層体を使用してもよい。或いは、反射型の直線偏光子として、レンチキュラフィルムにおけるレンチキュラの如く配列した複数のプリズムを含んだプリズム偏光子を使用してもよい。或いは、反射型の直線偏光子として、複屈折性を有している材料を回折格子の溝の如く配置してなる複屈折回折偏光子を使用してもよい。或いは、反射型の直線偏光子として、溝が深く形成された回折格子からなる回折偏光子を使用してもよい。
【００３１】
偏光子１３ａ及び１３ｂは、直線偏光子でなくてもよい。例えば、偏光子１３ａ及び１３ｂの一方又は双方は、楕円偏光子であってもよい。楕円偏光子は、例えば、直線偏光子と位相差層とを組み合わせることにより得られる。
【００３２】
偏光子１３ａの透過軸は、光学素子１０を正面から観察した場合に、Ｙ方向に対して反時計回りに４５°の角度を成している。他方、偏光子１３ｂの透過軸は、光学素子１０を正面から観察した場合に、Ｙ方向に対して時計回りに６７．５°の角度を成している。偏光子１３ａの透過軸がＹ方向に対して成す角度は任意である。また、偏光子１３ｂの透過軸が偏光子１３ａの透過軸に対して成す角度も任意である。
【００３３】
位相差層１４Ｈは、偏光子１３ａ上に設置されている。位相差層１４Ｈは、図４に示すように、第１領域１４Ｈ１と第２領域１４Ｈ２とを含んでいる。
【００３４】
領域１４Ｈ２は、文字列「ＳＥＣＵＲＩＴＹ」を構成している。他方、領域１４Ｈ１は、これら文字列の背景を構成している。領域１４Ｈ２は、他の文字列を構成していてもよい。或いは、領域１４Ｈ２は、文字列以外のパターンを構成していてもよい。
【００３５】
領域１４Ｈ１及び１４Ｈ２の各々は、可視光波長領域内の第１波長λ１を有している光に対して二分の一波長板として機能する。即ち、領域１４Ｈ１及び１４Ｈ２の各々は、各々がＺ方向に対して垂直であり、互いに直交する進相軸及び遅相軸を有している。そして、領域１４Ｈ１及び１４Ｈ２の各々に、第１波長λ１を有しており且つ電場ベクトルの振動方向が進相軸に平行な第１直線偏光と、第１波長λ１を有しており且つ電場ベクトルの振動方向が遅相軸に平行な第２直線偏光とを同相で入射させた場合、第１直線偏光と第２直線偏光とを、それらの間に第１波長λ１の二分の一の位相差を与えて射出する。領域１４Ｈ１及び１４Ｈ２の各々が第１直線偏光と第２直線偏光との間に与える位相差は、第１波長λ１の二分の一でなくてもよい。
【００３６】
なお、以下、直線偏光の伝搬方向とその電場ベクトルの振動方向とを含む面を「偏光面」と呼ぶ。また、以下、説明を簡略化するため、領域１４Ｈ１及び１４Ｈ２の各々は、可視光波長領域内のあらゆる波長の光に対して二分の一波長板として機能することとする。
【００３７】
第１領域１４Ｈ１の遅相軸は、光学素子１０を正面から観察した場合に、Ｘ方向に対して時計回りに２２．５°の角度を成している。他方、第２領域１４Ｈ２の遅相軸は、光学素子１０を正面から観察した場合に、Ｘ方向に対して反時計回りに２２．５°の角度を成している。
【００３８】
領域１４Ｈ１及び１４Ｈ２の各々の遅相軸がＸ方向に対して成す角度は２２．５°でなくてもよい。また、領域１４Ｈ１の遅相軸と領域１４Ｈ２の遅相軸とは、互いに対して平行でなければ、互いに対して成す角度は４５°でなくてもよい。
【００３９】
領域１４Ｈ１及び１４Ｈ２は、屈折率異方性が異なっていてもよい。即ち、領域１４Ｈ１が第１直線偏光と第２直線偏光との間に与える位相差は、領域１４Ｈ２が第１直線偏光と第２直線偏光との間に与える位相差とは異なっていてもよい。この場合、領域１４Ｈ１及び１４Ｈ２は、遅相軸の向きが異なっていてもよく、同一であってもよい。
【００４０】
位相差層１４Ｈは、例えば、配向膜と、メソゲンを固定化した液晶材料からなる液晶層とを含んでいる。そのような位相差層１４Ｈは、配向膜と液晶層とをこの順に形成することにより得られる。
【００４１】
配向膜は、例えば、以下の方法により得ることができる。  
まず、樹脂を含有した溶液を、下地上に塗布する。樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール又はポリイミドを使用する。溶液の塗布には、例えば、バーコート法、グラビアコート法又はマイクログラビアコート法を利用する。
【００４２】
塗膜を乾燥させた後、領域１４Ｈ２に対応した位置をマスクし、この状態で塗膜に対してラビング処理を施す。ラビング布としては、例えば、コットン又はベルベットを使用する。
【００４３】
塗膜から先のマスクを除去した後、領域１４Ｈ１に対応した位置をマスクし、この状態で塗膜に対して先と同様のラビング処理を施す。但し、このラビング処理では、先のラビング処理とはラビング方向を異ならしめる。ここでは、これらラビング方向が４５°の角度を成すようにラビングを行う。  
その後、塗膜からマスクを除去する。以上のようにして、配向膜を得る。
【００４４】
配向膜は、以下に説明するように、光配向技術を利用して得ることも可能である。  
まず、下地上に感光性樹脂層を形成する。この感光性樹脂層は、直線偏光を照射することによって、その偏光面に平行な方向に液晶分子を配向させる能力を発現する層である。
【００４５】
次に、感光性樹脂層の全面に、第１直線偏光を照射する。この第１直線偏光としては、例えば、波長が３６５ｎｍの紫外線を使用する。
【００４６】
その後、感光性樹脂層を、例えばフォトマスクを用いて、第１直線偏光とは偏光面と感光性樹脂層の主面との交線の向きが異なる第２直線偏光でパターン露光する。この第２直線偏光としては、例えば、波長が３６５ｎｍの紫外線を使用する。また、このパターン露光は、第１直線偏光の偏光面と感光性樹脂層の主面との交線が、第２直線偏光の偏光面と感光性樹脂層の主面との交線に対して４５°の角度を成すように行う。  
以上のようにして、配向膜を得る。
【００４７】
液晶層は、例えば、ネマチック液晶材料及びスメクチック液晶材料などの液晶材料のメソゲンを、それらの配向状態を維持したまま固定化したものである。この液晶材料は、例えば、サーモトロピック液晶材料である。液晶層は、例えば、グラビア印刷法などの塗布法により、液晶材料を配向膜上に塗布し、塗膜を固化させることにより得られる。例えば、ネマチック相又はスメクチック相を呈している液晶材料からなる塗膜を配向膜上に形成し、メソゲンの配向状態を維持したまま液晶材料の重合及び／又は架橋を生じさせる。或いは、液晶材料からなり、ガラス転移温度以上の温度に加熱され、この液晶材料がネマチック相又はスメクチック相を呈している塗膜を下地上に形成し、この塗膜をガラス転移温度未満に急冷する。
【００４８】
位相差層１４Ｑは、コレステリック液晶層１５を間に挟んで位相差層１４Ｈと向き合っている。位相差層１４Ｑは、図３に示すように、第３領域１４Ｑ１と第４領域１４Ｑ２とを含んでいる。
【００４９】
領域１４Ｑ２は、文字列「ＳＡＦＥ」を構成している。他方、領域１４Ｑ１は、これら文字列の背景を構成している。領域１４Ｑ２は、他の文字列を構成していてもよい。或いは、領域１４Ｑ２は、文字列以外のパターンを構成していてもよい。
【００５０】
領域１４Ｑ１及び１４Ｑ２の各々は、可視光波長領域内の第２波長λ２を有している光に対して四分の一波長板として機能する。即ち、領域１４Ｑ１及び１４Ｑ２の各々は、各々がＺ方向に対して垂直であり、互いに直交する進相軸及び遅相軸を有している。そして、領域１４Ｑ１及び１４Ｑ２の各々に、第２波長λ２を有しており且つ電場ベクトルの振動方向が進相軸に平行な第３直線偏光と、第２波長λ２を有しており且つ電場ベクトルの振動方向が遅相軸に平行な第４直線偏光とを同相で入射させた場合、第３直線偏光と第４直線偏光とを、それらの間に第２波長λ２の四分の一の位相差を与えて射出する。なお、以下、説明を簡略化するため、領域１４Ｑ１及び１４Ｑ２の各々は、可視光波長領域内のあらゆる波長の光に対して四分の一波長板として機能することとする。
【００５１】
領域１４Ｑ１及び１４Ｑ２の各々が第３直線偏光と第４直線偏光との間に与える位相差は、第２波長λ２の四分の一でなくてもよい。即ち、第２波長λ２は、第１波長λ１と同一であってもよく、異なっていてもよい。また、領域１４Ｑ１及び１４Ｑ２の各々が第３直線偏光と第４直線偏光との間に与える位相差は、領域１４Ｈ１及び１４Ｈ２の各々が第１直線偏光と第２直線偏光との間に与える位相差と同一であってもよく、異なっていてもよい。
【００５２】
第３領域１４Ｑ１の遅相軸は、Ｘ方向に対して平行である。他方、第４領域１４Ｑ２の遅相軸は、Ｙ方向に対して平行である。
【００５３】
領域１４Ｑ１及び１４Ｑ２の各々の遅相軸は、Ｘ方向又はＹ方向に対して平行でなくてもよい。また、領域１４Ｑ１の遅相軸と領域１４Ｑ２の遅相軸とは、互いに対して平行でなければ、互いに対して垂直でなくてもよい。
【００５４】
領域１４Ｑ１及び１４Ｑ２は、屈折率異方性が異なっていてもよい。即ち、領域１４Ｑ１が第３直線偏光と第４直線偏光との間に与える位相差は、領域１４Ｑ２が第３直線偏光と第４直線偏光との間に与える位相差とは異なっていてもよい。この場合、領域１４Ｑ１及び１４Ｑ２は、遅相軸の向きが異なっていてもよく、同一であってもよい。
【００５５】
位相差層１４Ｑは、例えば、位相差層１４Ｈについて説明したのと同様の方法により得ることができる。なお、位相差層１４Ｈ及び１４Ｑが含んでいる領域の各々のリターデイションは、その領域の厚さ、液晶材料の種類、及び配向秩序度の少なくとも１つを変更することによって変化する。従って、これらを最適化することにより、所望のリターデイションを達成できる。典型的には、位相差層１４Ｑは、位相差層１４Ｈと比較してより薄い。
【００５６】
コレステリック液晶層１５は、位相差層１４Ｈ及び１４Ｑ間に介在している。コレステリック液晶層１５は、パターニングされていてもよく、パターニングされていなくてもよい。
【００５７】
コレステリック液晶層１５は、法線方向から自然光としての白色光で照明した場合に、第３波長λ３を有している右円偏光についての反射率が、第３波長λ３を有している左円偏光についての反射率並びに第３波長λ３以外の波長を有している右円偏光及び左円偏光についての反射率と比較してより大きい。即ち、コレステリック液晶層１５は、第３波長λ３を有している右円偏光について選択反射を生じる。コレステリック液晶層１５は、第３波長λ３を有している右円偏光について選択反射を生じる代わりに、第３波長λ３を有している左円偏光について選択反射を生じてもよい。
【００５８】
なお、第３波長λ３は、例えば第２波長λ２とほぼ等しく、典型的には第２波長λ２と等しい。以下の説明では、簡略化のため、第３波長λ３は第２波長λ２と等しいこととする。
【００５９】
コレステリック液晶層１５は、例えば、下地上にコレステリック液晶材料からなる塗膜を形成し、メソゲンの配向状態を維持したままそれらを固定化することにより得られる。例えば、コレステリック液晶材料からなる塗膜を下地上に形成し、メソゲンの配向状態を維持したまま液晶材料の重合及び／又は架橋を生じさせる。或いは、液晶材料からなり、ガラス転移温度以上の温度に加熱され、この液晶材料がコレステリック相を呈している塗膜を下地上に形成し、この塗膜をガラス転移温度未満に急冷する。或いは、コレステリック液晶材料と溶剤とを含んだ塗膜を下地上に形成し、メソゲンの配向状態を維持したまま塗膜から溶剤を除去する。
【００６０】
コレステリック液晶材料としては、例えば、回映軸を有していない液晶化合物、回映軸を有していない液晶化合物を含んだ液晶組成物、又は、回映軸を有している液晶化合物と回映軸を有していない化合物、即ちカイラル剤とを含んだ液晶組成物を使用することができる。
【００６１】
液晶化合物としては、側鎖型高分子液晶化合物又は主鎖型高分子液晶化合物を使用することができる。
【００６２】
側鎖型高分子液晶化合物としては、例えば、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリマロネート、及びポリシロキサンのうち液晶性を示すものを使用することができる。
【００６３】
主鎖型高分子液晶化合物としては、例えば、ヒドロキシアルキルセルロースのアシル化物、ポリペプチド、芳香族ポリエステル、ポリカーボネート、芳香族ポリエステルイミド、及び芳香族ポリアミドのうち液晶性を示すものを使用することができる。
【００６４】
ヒドロキシアルキルセルロースは、例えば、ヒドロキシプロピルセルロース又はヒドロキシブチル化ヒドロキシプロピルセルロースである。また、アシル基は、例えば、カルボニル基の炭素原子に結合した官能基が、炭素数が１乃至３０の脂肪族、脂環族又は芳香族炭化水素基であるものである。
【００６５】
ヒドロキシアルキルセルロースのアシル化物としては、例えば、ヒドロキシアルキルセルロースの飽和カルボン酸とのエステル、ヒドロキシアルキルセルロースの脂環族カルボン酸とのエステル、ヒドロキシアルキルセルロースの芳香族カルボン酸とのエステル、又は、ヒドロキシアルキルセルロースの不飽和カルボン酸とのエステルを使用することができる。
【００６６】
飽和カルボン酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、２−メチル酪酸、トリメチル酢酸、カプロン酸、ヘプタン酸、カプリル酸、ノナン酸、カプリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、又はイソステアリン酸を使用することができる。脂環族カルボン酸としては、例えば、シクロヘキサンカルボン酸、シクロヘキシル酢酸、シクロヘキサンプロピオン酸、又はシクロヘキサン酪酸を使用することができる。芳香族カルボン酸としては、例えば、安息香酸、フェニル酢酸、３−フェニルプロピオン酸、５−フェニル吉草酸、又は４−フェニル酪酸を使用することができる。不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、又はイタコン酸を使用することができる。
【００６７】
例えば、ヒドロキシアルキルセルロースのカルボン酸とのエステルとして、ヒドロキシプロピルセルロースの酢酸とのエステル、ヒドロキシプロピルセルロースのプロピオン酸とのエステル、ヒドロキシブチル化ヒドロキシプロピルセルロースの酢酸とのエステル、ヒドロキシブチル化ヒドロキシプロピルセルロースのプロピオン酸とのエステル、ヒドロキシブチルセルロースの酢酸とのエステル、ヒドロキシブチルセルロースのプロピオン酸とのエステル、ヒドロキシプロピルセルロースのアクリル酸とのエステル、ヒドロキシプロピルセルロースのメタクリル酸とのエステル、ヒドロキシブチル化ヒドロキシプロピルセルロースのアクリル酸とのエステル、ヒドロキシブチル化ヒドロキシプロピルセルロースのメタクリル酸とのエステル、ヒドロキシブチルセルロースのアクリル酸とのエステル、ヒドロキシブチルセルロースのメタクリル酸とのエステル、ヒドロキシプロピルセルロースのプロピオン酸及びメタクリル酸とのエステル、ヒドロキシブチル化ヒドロキシプロピルセルロースのプロピオン酸及びメタクリル酸とのエステル、又はヒドロキシブチルセルロースのプロピオン酸及びメタクリル酸とのエステルを使用することができる。
【００６８】
なお、ヒドロキシアルキルセルロースのカルボン酸とのエステルは、完全エステル化物であってもよく、部分エステル化物であってもよい。
【００６９】
また、ヒドロキシアルキルセルロースと不飽和カルボン酸とのエステルは、例えば、後述する開始剤及び重合性化合物と混合した場合、紫外線及び電子線などのエネルギー線を照射することによって重合及び／又は架橋を生じ得る。即ち、この場合、エネルギー線照射によってメソゲンを固定化することができる。
【００７０】
エネルギー線照射によるメソゲンの固定化には、カルボン酸の全てが不飽和カルボン酸である必要はない。例えば、ヒドロキシアルキルセルロースと飽和カルボン酸とのエステルにおいて、飽和カルボン酸の０．１乃至２０％を不飽和カルボン酸で置換した場合であっても、エネルギー線照射によりメソゲンを固定化することができることがある。
【００７１】
コレステリック液晶材料は、高分子液晶化合物の代わりに低分子液晶化合物を含んでいてもよい。或いは、コレステリック液晶材料は、高分子液晶化合物に加えて、低分子液晶化合物を更に含んでいてもよい。
【００７２】
重合性化合物としては、例えば、ラジカル重合性化合物を使用することができる。ラジカル重合性化合物としては、例えば、多官能性モノマー、多官能性オリゴマー、一官能性モノマー、又はそれらの２つ以上を含んだ混合物を使用することができる。
【００７３】
多官能性モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールアクリレート、１，６−ヘキサンジオールメタクリレート、ペンタエリスルトールテトラアクリレート、ペンタエリスルトールテトラメタリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、又はジペンタエリスリトールヘキサメタクリレートを使用することができる。
【００７４】
多官能性オリゴマーとしては、例えば、ポリウレタンポリアクリレート、ポリウレタンポリメタクリレート、ポリエーテルポリアクリレート、ポリエーテルポリメタクリレート、エポキシ樹脂ポリアクリレート、エポキシ樹脂ポリメタクリレート、アクリルポリオールポリアクリレート、又はアクリルポリオールポリメタクリレートを使用することができる。
【００７５】
一官能性モノマーとしては、例えば、アルキル基の炭素原子数が１乃至１８の範囲内にあるアルキルアクリレート若しくはアルキルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、アルキレン基の炭素原子数が２乃至４の範囲内にあるアルキレングリコールアクリレート若しくはアルキレングリコールメタクリレート、アルコキシ基の炭素原子数が１乃至１０の範囲内にあり且つアルキル基の炭素原子数が２乃至４の範囲内にあるアルコキシアルキルアクリレート若しくはアルコキシアルキルメタクリレート、アルキレン基の炭素原子数が２乃至４の範囲内にあるポリアルキレングリコールアクリレート若しくはポリアルキレングリコールメタクリレート、又は、アルコキシ基の炭素原子数が１乃至１０の範囲内にあり且つアルキレン基の炭素原子数が２乃至４の範囲内にあるアルコキシポリアルキレングリコールアクリレート若しくはアルコキシポリアルキレングリコールメタクリレートを使用することができる。
【００７６】
重合性化合物として、カチオン重合性化合物を使用してもよい。カチオン重合性化合物としては、例えば、芳香族エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物及びグリシジルエステル化合物などのカチオン重合性モノマーを使用することができる。
【００７７】
開始剤としては、例えば、ラジカル重合開始剤又はカチオン重合開始剤を使用することができる。
【００７８】
ラジカル重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン系開始剤、ベンゾインエーテル系開始剤、ベンジルケタール系開始剤、α−ジカルボニル系開始剤、又はα−アシルオキシムエステル系開始剤を使用することができる。例えば、α−ヒドロキシアセトフェノン、α−アミノアセトフェノン、アセトフェノンジエチルケタール、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチルフェニルプロパノン、ベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、イソプロピルチオキサントン、又は、ベンゾフェノンとＮ−メチルジエタノールアミンとの組み合わせを使用することができる。
【００７９】
カチオン重合開始剤としては、例えば、カチオン重合開始剤として知られている化合物を単独で使用することができる。カチオン重合開始剤として、カチオン重合開始剤として知られている化合物と増感剤及び／又は過酸化物との組み合わせを使用してもよい。例えば、アリルヨードニウム塩−α−ヒドロキシアセトフェノン系開始剤、トリアリルスルホニウム塩系開始剤、メタロセン化合物−パーオキサイド系開始剤、メタロセン化合物−チオキサントン系開始剤、又は、メタロセン化合物−アントラセン系開始剤を使用することができる。
【００８０】
液晶材料と重合性化合物とを含んだ組成物を用いてコレステリック液晶層１５を形成する場合、例えば、４０乃至９８質量部の液晶材料と、２乃至６０質量部の重合性化合物と、０乃至１０質量部の開始剤とを混合する。典型的には、５５乃至９５質量部の液晶材料と、５乃至４５質量部の重合性化合物と、０乃至５質量部の開始剤とを混合する。この組成物は、必要に応じて、溶剤及び／又は添加剤を更に含んでいてもよい。
【００８１】
この光学素子１０は、偏光子１３ａ及び１３ｂと位相差層１４Ｈ及び１４Ｑとコレステリック液晶層１５との配置を、偏光子１３ａ及び１３ｂが向き合っていない第１状態と、偏光子１３ａ及び１３ｂが互いに向き合い、コレステリック液晶層１５が偏光子１３ａ及び１３ｂ間に介在し、位相差層１４Ｈが偏光子１３ａとコレステリック液晶層１５との間に介在し、位相差層１４Ｑが偏光子１３ｂとコレステリック液晶層５との間に介在した第２状態との間で変更可能である。例えば、光学素子１０を曲げることにより、先の配置を第１状態から第２状態へと変更することができる。そして、この光学素子１０は、以下に説明するように、先の配置が第１状態にある場合と第２状態にある場合とで異なる像を表示する。
【００８２】
まず、先の配置が第１状態にある場合、即ち、図１及び図２に示すように光学素子１０を変形させていない場合に光学素子１０が表示する像について説明する。
【００８３】
光学素子１０の前面を自然光としての白色光で照明すると、位相差層１４Ｑを透過した光のうち、波長λ３を有している右円偏光及びこれとほぼ等しい波長を有している右円偏光はコレステリック液晶層１５によって反射され、他の光成分はコレステリック液晶層１５を透過する。従って、光学素子１０を前方から観察している観察者には、光学素子１０のうち位相差層１４Ｑに対応した部分は、波長λ３を有している光とほぼ等しい色に見える。以下、この状態で先の部分が表示する像を「第１像」と呼ぶ。
【００８４】
光学素子１０の背面を自然光としての白色光で照明すると、偏光子１３ａに入射した光の一部は、この偏光子１３ａによって吸収される。偏光子１３ａを透過した光のうち、波長λ３を有している右円偏光及びこれとほぼ等しい波長を有している右円偏光はコレステリック液晶層１５によって反射され、他の光成分はコレステリック液晶層１５を透過する。即ち、コレステリック液晶層１５は、入射光の極一部のみを反射し、残りの光成分は透過させる。従って、光学素子１０を前方から観察している観察者には、光学素子１０のうち位相差層１４Ｑに対応した部分は、照明光と比較して暗いこと以外は照明光とほぼ同じ白色に見える。以下、この状態で先の部分が表示する像を「第２像」と呼ぶ。
【００８５】
光学素子１０の前面を自然光としての白色光で照明し、光学素子１０をその後方から観察した場合、光学素子１０のうち位相差層１４Ｑに対応した部分は、照明光と比較して暗いこと以外は照明光とほぼ同じ白色に見える。以下、この状態で先の部分が表示する像を「第３像」と呼ぶ。この第３像の色は、第２像の色と等しい。
【００８６】
また、光学素子１０の背面を自然光としての白色光で照明し、光学素子１０をその後方から観察した場合、光学素子１０のうち位相差層１４Ｑに対応した部分は、波長λ３を有している光とほぼ等しい色に見える。以下、この状態で先の部分が表示する像を「第４像」と呼ぶ。この第４像は、第１像と比較してより暗い。
【００８７】
次に、先の配置が第２状態にある場合に光学素子１０が表示する像について、図５及び図６を参照しながら説明する。
【００８８】
図５は、図１及び図２に示す光学素子が表示する像の一例を概略的に示す図である。図６は、図１及び図２に示す光学素子が表示する像の他の例を概略的に示す図である。
【００８９】
図５及び図６には、光学素子１０を、その前面が凹となるように曲げた状態を示している。具体的には、光学素子１０は、偏光子１３ａ及び１３ｂが位相差層１４Ｈ及び１４Ｑ並びにコレステリック液晶層１５を間に挟んで向き合うように曲げられている。また、偏光子１３ａ及び１３ｂの透過軸は、図５では互いに平行であり、図６では互いに対して４５°の角度を成している。
【００９０】
まず、図５に示すように光学素子１０を曲げて、光源２０から偏光子１３ｂに向けて自然光としての白色光を放射した場合に、光学素子１０が表示する像について説明する。なお、ここでは、光源２０は、偏光子１３ｂを間に挟んで偏光子１３ａと向き合うように配置している。
【００９１】
この場合、光学素子１０のうち偏光子１３ｂに対応した部分を光源２０側から観察している観察者には、波長λ３を有している光とほぼ等しい色の背景と、黒色の文字列「ＳＡＦＥ」とが見える。以下、この状態で先の部分が表示する像を「第５像」と呼ぶ。
【００９２】
また、この場合、光学素子１０に対して光源２０とは反対側から観察している観察者には、光学素子１０のうち偏光子１３ｂに対応した部分は、照明光と比較して暗いこと以外は照明光とほぼ同じ白色に見える。以下、この状態で先の部分が表示する像を「第６像」と呼ぶ。この第６像は、第２及び第３像と比較してより暗い。
【００９３】
次に、図６に示すように光学素子１０を曲げて、光源２０から偏光子１３ａに向けて自然光としての白色光を放射した場合に、光学素子１０が表示する像について説明する。なお、ここでは、光源２０は、偏光子１３ａを間に挟んで偏光子１３ｂと向き合うように配置している。
【００９４】
この場合、光学素子１０のうち偏光子１３ｂに対応した部分を光学素子１０に対して光源２０とは反対側から観察している観察者には、照明光と比較して暗いこと以外は照明光とほぼ同じ白色の背景と、黒色の文字列「ＳＥＣＵＲＩＴＹ」とが見える。以下、この状態で先の部分が表示する像を「第７像」と呼ぶ。
【００９５】
また、この場合、光学素子１０に対して光源２０側から観察している観察者には、光学素子１０のうち偏光子１３ｂに対応した部分は、波長λ３を有している光とほぼ等しい色に見える。以下、この状態で先の部分が表示する像を「第８像」と呼ぶ。この第８像は、第４像と明るさが等しい。
【００９６】
先の配置が第２状態にある場合に光学素子１０が上述した像を表示する原理について、図７乃至図１４を参照しながら説明する。
【００９７】
図７乃至図１０は、図５に示す条件のもとで光学素子が像を表示する原理を示す図である。図１１乃至図１４は、図６に示す条件のもとで光学素子が像を表示する原理を示す図である。
【００９８】
図５に示すように曲げた光学素子１０の偏光子１３ｂに向けて光源２０から自然光としての白色光を放射すると、図７乃至図１０に示すように、偏光子１３ｂは、偏光面がその透過軸に平行な直線偏光を透過させる。
【００９９】
この直線偏光のうち、位相差層１４Ｑの領域１４Ｑ１に入射したものは、図７及び図８に示すように右円偏光へと変換される。他方、この直線偏光のうち、位相差層１４Ｑの領域１４Ｑ２に入射したものは、図９及び図１０に示すように左円偏光へと変換される。
【０１００】
コレステリック液晶層１５は、この円偏光のうち、波長λ３を有している右円偏光成分を選択反射し、残りの光成分を透過させる。即ち、図７及び図８に示すように、コレステリック液晶層１５のうち、領域１４Ｑ１に対応した部分は、入射光の一部を選択反射し、残りを透過させる。他方、図９及び図１０に示すように、コレステリック液晶層１５のうち、領域１４Ｑ２に対応した部分は、入射光の全てを透過させる。
【０１０１】
コレステリック液晶層１５によって選択反射された右円偏光は、図７及び図８に示すように、位相差層１４Ｑの領域１４Ｑ１に入射する。領域１４Ｑ１は、波長λ３を有している右円偏光を、偏光面が偏光子１３ｂの透過軸に対して平行な直線偏光へと変換し、この直線偏光を偏光子１３ｂに向けて射出する。
【０１０２】
従って、図５に示すように曲げた光学素子１０の偏光子１３ｂに向けて光源２０から自然光としての白色光を放射し、これを光源２０側から観察した場合、光学素子１０のうち領域１４Ｑ１に対応した部分は、波長λ３を有している光とほぼ等しい色に見える。また、この場合、上記の通り、コレステリック液晶層１５のうち領域１４Ｑ２に対応した部分は、入射光の全てを透過させるので、光学素子１０のうち領域１４Ｑ２に対応した部分は黒色に見える。
【０１０３】
図３を参照しながら説明したように、領域１４Ｑ２は文字列「ＳＡＦＥ」を構成しており、領域１４Ｑ１は文字列「ＳＡＦＥ」の背景を構成している。それ故、この場合、観察者３０には、波長λ３を有している光とほぼ等しい色の背景と、黒色の文字列「ＳＡＦＥ」とが見える。
【０１０４】
また、コレステリック液晶層１５を透過した円偏光は、図７乃至図１０に示すように、位相差層１４Ｈに入射する。位相差層１４Ｈの領域１４Ｈ１及びＨ２の各々は、この円偏光を、これとは電場ベクトルの回転方向が逆向きの円偏光へと変換し、これを偏光子１３ａに向けて射出する。
【０１０５】
なお、上記の通り、コレステリック液晶層１５のうち領域１４Ｑ１に対応した部分は、波長λ３を有している右円偏光を選択反射し、領域１４Ｑ２に対応した部分は入射光の全てを透過させる。従って、コレステリック液晶層１５のうち領域１４Ｑ１に対応した部分を透過した円偏光のスペクトルは、コレステリック液晶層１５のうち領域１４Ｑ２に対応した部分を透過した円偏光のスペクトルとは異なっている。
【０１０６】
しかしながら、コレステリック液晶層１５が選択反射する光の波長範囲は、入射光の波長範囲と比較して遥かに狭い。加えて、コレステリック液晶層１５が選択反射するのは、波長が波長λ３とほぼ等しい光の一部のみである。それ故、コレステリック液晶層１５のうち領域１４Ｑ１に対応した部分を透過した円偏光のスペクトルと、コレステリック液晶層１５のうち領域１４Ｑ２に対応した部分を透過した円偏光のスペクトルとが、肉眼で色の相違として識別可能な程度に異なることはない。
【０１０７】
偏光子１３ａは、これに入射した円偏光のうち、偏光面が偏光子１３ａの透過軸に垂直な直線偏光成分を吸収し、偏光面が偏光子１３ａの透過軸に平行な直線偏光成分を透過させる。先の説明から明らかなように、偏光子１３ａに入射する光のスペクトルは、偏光子１３ａ上の何れの位置であっても、偏光子１３ｂを透過した光源２０からの光のスペクトルとほぼ等しい。
【０１０８】
従って、図５に示すように曲げた光学素子１０の偏光子１３ｂに向けて光源２０から自然光としての白色光を放射し、これを光学素子１０に対して光源２０とは反対側から観察した場合、光学素子１０のうち偏光子１３ｂに対応した部分は、照明光と比較して暗いこと以外は照明光とほぼ同じ白色に見える。
【０１０９】
図６に示すように曲げた光学素子１０の偏光子１３ａに向けて光源２０から自然光としての白色光を放射すると、図１１乃至図１４に示すように、偏光子１３ａは、偏光面がその透過軸に平行な直線偏光を透過させる。
【０１１０】
この直線偏光のうち、位相差層１４Ｈの領域１４Ｈ１に入射したものは、図１１及び図１３に示すように、光源２０側から見て、偏光面が偏光子１３ａの透過軸に対して時計回りに４５°の角度を成している直線偏光へと変換される。また、この直線偏光のうち、位相差層１４Ｈの領域１４Ｈ２に入射したものは、図１２及び図１４に示すように、光源２０側から見て、偏光面が偏光子１３ａの透過軸に対して反時計回りに４５°の角度を成している直線偏光へと変換される。
【０１１１】
コレステリック液晶層１５は、これら直線偏光のうち、波長λ３を有している右円偏光成分を選択反射し、残りの光成分を透過させる。なお、上記の説明から明らかなように、コレステリック液晶層１５に入射する光が直線偏光としての白色光である場合、選択反射に起因して、コレステリック液晶層１５を透過した光の色と入射光の色とが、肉眼で識別可能な程度に異なることはない。即ち、コレステリック液晶層１５による選択反射は無視できる。
【０１１２】
コレステリック液晶層１５を透過した直線偏光は、位相差層１４Ｑに入射する。  
コレステリック液晶層１５のうち領域１４Ｈ１に対応した部分を透過した直線偏光の偏光面は、図１１に示すように領域１４Ｑ１の遅相軸に対して平行であり、図１３に示すように領域１４Ｑ２の遅相軸に対して垂直である。従って、この直線偏光は、偏光状態に変化を受けることなしに位相差層１４Ｑを透過する。
【０１１３】
コレステリック液晶層１５のうち領域１４Ｈ２に対応した部分を透過した直線偏光の偏光面は、図１２に示すように領域１４Ｑ１の遅相軸に対して垂直であり、図１４に示すように領域１４Ｑ２の遅相軸に対して平行である。従って、この直線偏光も、偏光状態に変化を受けることなしに位相差層１４Ｑを透過する。
【０１１４】
位相差層１４Ｑを透過した直線偏光は、偏光子１３ｂに入射する。  
図１１及び図１３に示すように、領域１４Ｈ１に対応した位置で偏光子１３ｂに入射する直線偏光は、偏光面が偏光子１３ｂの透過軸に対して平行である。それ故、この直線偏光は、偏光子１３ｂを透過する。従って、観察者３０には、光学素子１０のうち領域１４Ｈ１に対応した部分は、照明光と比較して暗いこと以外は照明光とほぼ同じ白色に見える。
【０１１５】
他方、図１２及び図１４に示すように、領域１４Ｈ２に対応した位置で偏光子１３ｂに入射する直線偏光は、偏光面が偏光子１３ｂの透過軸に対して垂直である。それ故、この直線偏光は、偏光子１３ｂによって吸収される。従って、観察者３０には、光学素子１０のうち領域１４Ｈ２に対応した部分は黒色に見える。
【０１１６】
図４を参照しながら説明したように、領域１４Ｈ２は文字列「ＳＥＣＵＲＩＴＹ」を構成しており、領域１４Ｈ１は文字列「ＳＥＣＵＲＩＴＹ」の背景を構成している。それ故、この場合、観察者３０には、照明光と比較して暗いこと以外は照明光とほぼ同じ白色の背景と、黒色の文字列「ＳＥＣＵＲＩＴＹ」とが見える。
【０１１７】
また、コレステリック液晶層１５によって反射された右円偏光は、位相差層１４Ｈに入射する。位相差層１４Ｈの領域１４Ｈ１及びＨ２の各々は、この右円偏光を左円偏光へと変換し、これを偏光子１３ａに向けて射出する。偏光子１３ａは、これに入射した右円偏光のうち、偏光面が偏光子１３ａの透過軸に垂直な直線偏光成分を吸収し、偏光面が偏光子１３ａの透過軸に平行な直線偏光成分を透過させる。
【０１１８】
従って、図６に示すように曲げた光学素子１０の偏光子１３ａに向けて光源２０から自然光としての白色光を放射し、これを光源２０側から観察した場合、光学素子１０のうち偏光子１３ｂに対応した部分は、波長λ３を有している光とほぼ等しい色に見える。
【０１１９】
上記の通り、この光学素子１０では、位相差層１４Ｑに領域１４Ｑ１及び１４Ｑ２を設けることによって第１潜像を形成し、位相差層１４Ｈに領域１４Ｈ１及び１４Ｈ２を設けることによって第２潜像を形成している。第１潜像は、図５及び図７乃至図１０を参照しながら説明したように、光学素子１０を図５に示すように曲げ、所定の照明条件のもとで反射光を観察することによって第５像として可視化する。他方、第２潜像は、図６及び図１乃至図１４を参照しながら説明したように、光学素子１０を図６に示すように曲げ、所定の照明条件のもとで透過光を観察することによって第７像として可視化する。そして、これら第５及び第７像は、同一領域に表示される。即ち、この光学素子１０は、複雑な視覚効果を達成する。
【０１２０】
また、これら第１潜像を構成しているパターンと第２潜像を構成しているパターンとは、互いから独立して決定することができる。即ち、この光学素子１０は、潜像として記録すべきパターンの形状への制約が少ない。
【０１２１】
この光学素子１０には、様々な変形が可能である。  
図１５は、一変形例に係る光学素子を概略的に示す平面図である。この光学素子１０は、目印１７ａ及び１７ｂを更に含んでいること以外は、図１乃至図１４を参照しながら説明した光学素子１０と同様である。
【０１２２】
目印１７ａ及び１７ｂは、印刷パターンである。目印１７ａ及び１７ｂは、例えばエンボスなどによって形成される凸構造又は凹構造であってもよい。或いは、目印１７ａ及び１７ｂは、１つ以上の貫通孔又は切欠きであってもよい。
【０１２３】
目印１７ａは、光学素子１０を図５に示すように曲げるときに、位置合わせに利用可能である。他方、目印１７ｂは、光学素子１０を図６に示すように曲げるときに、位置合わせに利用可能である。
【０１２４】
目印１７ａ及び１７ｂを設けると、第５像及び第７像の各々を最適な条件のもとで観察することが容易になる。
【０１２５】
図１６は、他の変形例に係る光学素子を概略的に示す平面図である。この光学素子１０は、位相差層１４Ｑが、コレステリック液晶層１５上ではなく、偏光子１３ｂ上に設けられていること以外は、図１乃至図１４を参照しながら説明した光学素子１０と同様である。この場合も、上述したのと同様の効果を得ることができる。
【０１２６】
偏光子１３ａ上にコレステリック液晶層１５及び位相差層１４Ｑを配置する代わりに、偏光子１３ｂ上に位相差層１４Ｑ及びコレステリック液晶層１５をこの順に配置してもよい。或いは、偏光子１３ａ上に位相差層１４Ｈ、コレステリック液晶層１５及び位相差層１４Ｑを配置する代わりに、偏光子１３ｂ上に位相差層１４Ｑ、コレステリック液晶層１５及び位相差層１４Ｈをこの順に配置してもよい。このように配置を変更した場合であっても、上述したのと同様の効果を得ることができる。
【０１２７】
偏光子１３ａ及び１３ｂ、位相差層１４Ｈ及び１４Ｑ並びにコレステリック液晶層１５は、２つの位置に分布させる代わりに、３つ以上の位置に分布させてもよい。例えば、偏光子１３ａ上にコレステリック液晶層１５及び位相差層１４Ｑを配置する代わりに、偏光子１３ａ及び１３ｂ間の位置で被覆層１２ａ及び１２ｂに開口部を更に設け、支持体１１上であって追加した開口部の位置にコレステリック液晶層１５を設置し、支持体１１を間に挟んで偏光子１３ｂと向き合うように位相差層１４Ｑを設置してもよい。このような構造を採用した場合、光学素子１０をＺ字状に折り畳むことにより、偏光子１３ａ及び１３ｂを互いに向かい合わせ、コレステリック液晶層１５を偏光子１３ａ及び１３ｂ間に介在させ、位相差層１４Ｈを偏光子１３ａとコレステリック液晶層１５との間に介在させ、位相差層１４Ｑを偏光子１３ｂとコレステリック液晶層１５との間に介在させることができる。
【０１２８】
図１７は、更に他の変形例に係る光学素子を概略的に示す平面図である。
【０１２９】
この光学素子１０は、ミシン目１９が設けられていること以外は、図１５を参照しながら説明した光学素子１０と同様である。この光学素子１０は、ミシン目１９に沿って第１部分１０ａ及び第２部分１０ｂへと切り離すことができる。
【０１３０】
ミシン目１９を設ける代わりに、光学素子１０を切断するための目印を設けてもよい。例えば、この目印として、印刷パターン、エンボスなどによって形成される凸構造若しくは凹構造、１つ以上の貫通孔若しくは切欠きを形成してもよい。
【０１３１】
図１８は、図１７に示す光学素子に記録されている潜像を可視化する方法の一例を概略的に示す図である。
【０１３２】
図１８には、図１７に示す光学素子１０をミシン目１９に沿って第１部分１０ａ及び第２部分１０ｂへと切り離し、第１部分１０ａ及び第２部分１０ｂの前面同士が向き合い且つ第２部分１０ｂをその輪郭が目印１７ａ上に位置するように配置した状態を描いている。このように光学素子１０を第１部分１０ａ及び第２部分１０ｂへと切り離した場合、偏光子１３ａ及び１３ｂを、位相差層１４Ｈ及び１４Ｑ並びにコレステリック液晶層１５を間に挟んで向かい合わせることが容易である。
【０１３３】
なお、光学素子１０を第１部分１０ａ及び第２部分１０ｂへと切り離す場合、光学素子１０は変形可能でなくてもよい。
【０１３４】
第１部分１０ａ及び第２部分１０ｂは、予め互いから分離されていてもよい。例えば、第１部分１０ａ及び第２部分１０ｂは、それらを第１及び第２光学素子として含んだ光学キットであってもよい。
【０１３５】
上述した技術は、偽造防止以外の用途にも適用可能である。即ち、先の技術は、偽造防止を目的としていない画像表示にも適用可能である。例えば、先の光学素子１０及び光学キットは、例えば、玩具、学習教材、又は装飾具として使用可能である。
【０１３６】
光学素子１０及び光学キットは、様々な形態をとり得る。  
例えば、光学素子１０は、例えば、有価証券、証明書及び籖札のように全ての構成要素が一体化されているものであれば、どのような形態であってもよい。
【０１３７】
また、光学キットは、各々が一体化されており、互いから分離した複数の光学素子のみで構成されていてもよい。或いは、光学キットは、それら光学素子を互いに連結する紐及び鎖などの接続子を更に含んでいてもよい。例えば、偏光子１３ａと位相差層１４Ｈとコレステリック液晶層１５と位相差層１４Ｑとの積層体と偏光子１３ｂとの各々に貫通孔を設け、鎖の一端側の環を先の積層体の貫通孔に通し、他端側の環を偏光子１３ｂの貫通孔に通してもよい。
【符号の説明】
【０１３８】
１０…光学素子、１０ａ…部分、１０ｂ…部分、１１…支持体、１２ａ…被覆層、１２ｂ…被覆層、１３ａ…偏光子、１３ｂ…偏光子、１４Ｈ…位相差層、１４Ｑ…位相差層、１５…コレステリック液晶層、１７ａ…目印、１７ｂ…目印、１９…ミシン目、２０…光源、３０…観察者。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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